大陆岩石圈流变学研究及其在伸展盆地动力学中的应用

大陆岩石圈流变性是伸展盆地动力学研究中的一个重要方面。大陆岩石圈具有多种流变学特征,控制着不同的岩石圈变形样式以及盆地形态、沉降/上隆、沉积样式和岩浆岩分布等岩石圈变形在伸展盆地中的表现形式。大陆岩石圈流变学研究在伸展盆地运动学和动力学模拟中的应用现状和最新进展表明,尽管大陆岩石圈的流变性非常复杂,其在伸展盆地动力学分析中起到了非常重要的作用,应该加以足够重视和深入研究。     

华北克拉通及邻区晚中生代伸展构造及其动力学背景的讨论

欧亚大陆东部晚中生代伸展构造十分显著,表现为大量发育的变质核杂岩、同构造岩浆岩、韧性拆离断层带等伸展成因的穹隆和地堑-半地堑盆地.通过对这些伸展构造进行系统分析、归纳和总结,将欧亚大陆东部晚中生代伸展构造发育区划分为:泛贝加尔-鄂霍次克带、华北西部带、华北东部带、华北南缘及秦岭-大别带和华南内陆带.这些伸展构造记录了大区域上的NW-SE方向伸展,构成了全球最大的陆壳伸展地区.这些伸展构造使地壳深部的岩石沿拆离断层折返至地表,从而使中下地壳结构发生了强烈的改造.除华北东部带给出了一个较为宽泛的伸展时段外,各个研究区所涉及的伸展穹隆及其相关的拆离断层所表现的伸展峰期时间均十分相近:位于130 ～ 126Ma之间.岩石圈根部的拆沉可能是这个巨型伸展构造带形成的动力学机制.这个模型为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学背景提供直接的构造证据.     

新疆准噶尔盆地南缘拉张伸展动力学环境的探讨

准噶尔盆地南缘在中生代、甚至新生代很长一段时间处于拉张伸展环境。至新生代晚期才转换成挤压环境。本文从六个方面对拉张伸展动力学环境进行了探讨,指出了准噶尔盆地南缘伸展构造与后期反转构造的研究对这一地区油气运移规律的探讨具有重要意义。结合生油岩系的生油高峰期分析,中生代的伸展构造与二叠纪、侏罗纪生油岩系的生油高峰是配套的,它们形成的断块,同沉积背斜等对捕获早期油气起着决定性作用。     

HIR—90型全液压铁钻工自动定位过程分析

HIR-90型铁钻工是一种可自动拧卸钻杆的钻井辅助作业设备。为实现HIR-90型铁钻工的高精度自动定位,笔者分别用RecurDyn和AMESim软件建立该型号铁钻工的多体动力学模型和液压系统模型并设计控制信号,驱动铁钻工进行自动定位,分析了HIR-90型铁钻工伸展定位机构、升降定位机构和回转定位机构在铁钻工自动定位过程中的动态特性。通过合理设计控制参数,实现了HIR-90型铁钻工高平稳性、高精准度的自动定位。     

陕西渭北东部区新生代的复合伸展构造系研究

本文根据断裂在伸展变形中的功能,将渭北地区新生代伸展构造系划分为伸展断层组,传递断层组和滑脱断层组三类加以叙述,确认大部分伸展断层都是负反转构造,主干断面多呈犁式形态,最后讨论了构造系的伸展模式和动力学演化。     

华北盆地新生代裂陷机制与过程的数值模拟

采用McKenzie的纯剪切动力学模型对似环状的“大华北盆地”的形成机制与过程进行初步的数值模拟。模拟结果表明：(1)“大华北盆地”新生代以来经历了两次伸展减薄--热事件．而不是原来所认为的一次事件的两个阶段;(2)第二次伸展减薄--热事件(即新近纪一第四纪)的沉降幅度要小于第一次伸展减薄--热事件(即古近纪)的沉降幅度;(3)“大华北盆地”古近纪的第一次伸展减薄一热事件可能已经进入后裂谷相,并且是处于后裂谷相的初期;(4)现今盆地的演化可能处于第二次伸展减薄--热事件的同裂谷相的晚期。这一研究对认识华北地区新生代的盆地演化及动力学背景有重要的意义。     

不同伸展构造的形成深度和水平伸展量的估算

本文根据断陷盆地规模，盆内盖层厚度，地层产状等要素以及控盆地断裂的几何学和运动学特征，推导了不同类型伸展构造的形成深度和水平伸展计算模式，并以信江裂陷伸展构造，衡山，南雄，会昌热隆伸展构造和新一资重力伸展构造作为实例进行计算，结果表明，三种伸展构造的形成深度明显地分三个层次，反映了不同伸展构造形成的动力学机制特征和热隆隆伸展构造较大的水平伸展，合理地解释了小型断裂盆地内形成盖层厚盖沉积的原因。     

分层伸展叠加变形二维离散元模拟

分层伸展叠加变形是裂陷盆地演化过程中普遍存在的一种复杂的构造地质现象,是裂陷盆地构造地质研究和油气成藏研究的热点。目前有关分层伸展叠加变形的研究仍处于几何学描述阶段,缺乏对其动力学演化过程的解析。本文采用构造地质研究领域中新兴的模拟方法——离散元,通过构建离散元模型模拟研究分层伸展叠加变形的断裂发育过程。结果表明:(1)上下两套伸展断裂系统之间是否存在韧性滑脱层(泥岩层或膏岩层)是分层叠加变形的主控物质因素;(2)中间韧性地层隔断了下部断层向上的继承性发育,从而形成上下两套断裂系统分层伸展,垂向上叠加的变形特征;(3)受韧性地层侧向牵引作用影响,上部断裂系统的横向展布明显扩大;(4)在相同岩性条件下,降低伸展速度会显著降低两侧断层发育的差异性,但不会改变垂向上分层伸展的变形特征。研究解析了分层伸展叠加变形的动力学演化过程,有助于进一步认识分层伸展叠加变形机制及其对油气运聚成藏的控制作用。     

大陆伸展构造综述

简述了大陆伸展构造的研究历史,并从基本概念、构造样式、变形机制和动力背景等方面对大陆伸展构造进行了综述.伸展是大陆构造一种主要类型,并以正断层为主形成多种构造样式,如地堑、裂谷、拆离断层和变质核杂岩等.大陆伸展的变形机制包括纯剪切、简单剪切及分层剪切模式,并由此产生对称与非对称构造.大陆伸展构造的地表表现形式主要为裂谷或变质核杂岩,两者的形成主要取决于岩石圈的流变学结构.大陆伸展的动力学背景主要包括地幔柱上涌、俯冲板片反转与俯冲带后撤、增厚地壳的重力垮塌以及走滑体系的派生拉张等.     

欧亚大陆东部白垩纪两期伸展穹隆构造及其动力学机制探讨

以变质核杂岩或伸展穹隆为代表的晚中生代伸展构造在欧亚大陆东部广泛发育。与北美西部的科迪勒拉型变质核杂岩既相似,又存在很大的不同。区域上可以进一步划分为次一级的伸展构造带,由北向南依次为泛贝加尔-蒙古-鄂霍茨克带、华北西部带、华北东部带、华北南缘及秦岭-大别带及华南中部带。与北美地区显著不同的是它们并非平行于俯冲带展布,而是呈面状分布于太平洋西部广大的地区,不仅发育在岩石圈薄弱带或造山带相关的构造单元之上,而且还发育在稳定的"克拉通"之上。这些穹隆构造记录了NW-SE向的区域伸展方向,构成了全球最大的伸展构造发育区。通过对各带伸展穹隆的结构样式、时空分布和发育过程的系统分析、归纳和总结,我们将这些伸展穹隆分为早晚两期。两期伸展构造所具有的不同特点决定了他们的动力学机制的不同。早期伸展构造发生在早白垩世早期,其具有"对称性"、"等时性"和"等深性"的特点,决定了其动力学机制以"沉坠"作用(foundering)为主导,是对华北克拉通破坏的峰期响应。晚期伸展构造形成时间为早白垩世晚期-晚白垩世早期,时空分布上具有向S或SW迁移的规律,或指示了古太平洋板块的俯冲回撤(roll-back)过程对欧亚大陆板块的渐次影响。     

活化构造的动力学机制研究进展

活化构造理论的核心是构造活化, 他强调的是陆内活化区造山。活化构造动力学机制是活化构造理论的研究重点。在活化构造理论提出的初期, 就提出了热能聚散交替, 地幔蠕动假说。随着大陆动力学研究的深入,活化构造动力学机制的研究也获得了较快的发展。运用“岩石探针”和数值模拟实验, 对中国东部典型构造活化区进行了探讨。华北陆块中新生代构造活化( /岩石圈减薄)的动力学过程, 是源自地幔的热流与伸展应力共同作用的结果,其构造活化( /减薄)过程可以描述为:早期以热侵蚀作用为主,晚期则以机械伸展占主导地位。华南陆块的活化构造动力学机制研究表明,华南陆块的形成与发展,与岩石圈下地幔热能聚集, 导致软流圈上涌的热侵蚀、置换动力机制密切有关。活化构造动力学机制的研究发展, 是对大陆动力学研究的促进。     

变质核杂岩研究进展

变质核杂岩是大陆流变伸展的重要表现形式。在近20年的国际大陆动力学研究中,变质核杂岩与伸展构造是一个方兴未艾的热点课题。在大量文献资料调研和作者科研实践的基础上,对变质核杂岩与伸展构造的研究现状进行了综述,分析了变质核杂岩的几何学、运动学、年代学特征、拆离断层特征、形成的大地构造背景与成矿关系等,对变质核杂岩基本特征及判别标志进行了归纳总结。同时,对变质核杂岩的热点争论问题,如变质核杂岩是否一定存在巨厚地壳柱被切失的问题、变质核杂岩形成过程中岩浆作用与伸展作用的主从关系问题、低角度拆离断层的成因等进行了讨论,并提出自己的认识。     

伸展构造的模式

引论研究表明,伸展区变形期间活动的断层是多种多样的。伸展断层(extensional fanlts)可以概括为两大类:(1)一类是由于岩层旋转而发生伸展的断层,其中一个亚类还伴随有断层的旋转;(2)一类是没有断层或岩层旋转而产生伸展的断层。在这篇文章中,我们将对这些类型断层的几何学和动力学进行分析并引述一些伸展区的实例,主要是美国西部盆地山脉省的这类断层。盆地山脉省是研究这种裂谷作用的重要地区,因为这里没有热沉降并且     

南宫凹陷边界断裂滑脱深度及意义

根据冀南地区南宫凹陷构造发展演化历史特征,确定了南宫凹陷形成的动力学机制,即南宫凹陷是在裂陷动力学变形机制背景下形成的断陷盆地.特定的伸展构造背景决定了边界断裂滑脱深度的计算方法,由南宫凹陷边界断裂——明化镇断裂几何学和运动学特点,属典型的铲形正断层,结合I.Moretti关于铲形正断层控边盆地的滑脱深度和伸展量估算公式,估算出明化镇断裂的滑脱深度平均在8km以上,其数值与前人对华北地区深地震剖面所揭示的滑脱深度数据基本一致,从一个侧面反映了所取得数据的可靠性,这对该区油气勘探工作有一定的指导意义.     

盆地形成与演化的动力学类型及其地球动力学机制

借鉴国内外已有的盆地研究成果,在盆地分析的基础上,从岩石圈板块作用、岩石圈深部作用和岩石圈表生作用3个方面,兼顾系统性、科学性和应用性,确立了盆地新的分类原则,由此深入研究了盆地形成与演化的动力学类型,并进一步阐述了盆地形成与演化的地球动力学机制。研究结果表明:在盆地分类中,首先主要根据盆地形成的地球动力学环境如岩石圈板块作用环境、深部作用环境以及表生作用环境来划分大类;再根据盆地形成与演化的各种地质作用及其动力学过程如构造作用(伸展、挤压或剪切过程)、热力作用及重力作用进行主要类型划分;再根据盆地的基底性质和地壳类型(如陆壳、洋壳或过渡壳)以及盆地的沉积充填史和构造古地理等(如海相盆地、陆相盆地或过渡相盆地)细分亚类。盆地形成与演化的动力学类型主要包括:单一构造或热体制下盆地演化时的原型盆地类型、单一重力体制下盆地演化的原型盆地类型、多种构造-热体制下盆地演化的叠合盆地类型以及多种构造-热体制下盆地演化的残留盆地类型。在单一构造或热体制下,从板块作用或壳幔作用角度原型盆地动力学类型主要划分为:伸展盆地(陆内伸展盆地、陆间伸展盆地、大洋伸展盆地和弧后伸展盆地),挠曲盆地(弧后挠曲盆地、周缘挠曲盆地、陆内挠曲盆地),走滑盆地(走滑伸展盆地、走滑挠曲盆地)以及克拉通盆地(克拉通退缩盆地、克拉通扩展盆地和克拉通迁移盆地);单一重力体制下原型盆地动力学类型有负载盆地和撞击盆地;多种构造-热体制下的叠合盆地动力学类型有叠加盆地和复合盆地;多种构造-热体制下盆地演化的残留盆地动力学类型有伸展隆起下局部沉降引起的残留盆地、推覆褶皱隆起引起的残留盆地、俯冲至局部碰撞引起的残留盆地及周边抬升隆起引起的残留盆地。关于盆地形成与演化的地球动力学机制包括:岩石圈的板块作用机制,岩石圈的深部作用机制以及岩石圈的表生作用机制。岩石圈的板块作用机制包括板块伸展、挤压和剪切作用;岩石圈的深部作用机制包括软流圈与超级地幔柱对岩石圈的作用,尤其是壳幔作用;岩石圈的表生作用机制也很重要,包括盆地的重力作用、大气作用、海洋作用和生物作用。通过本文的研究,可以为研究整个岩石圈演化、壳幔作用、地球动力学过程以及成藏成矿机制奠定重要理论基础;同时,对于沉积盆地矿产资源、能源资源、水资源勘探和开发,以及灾害防治和环境保护也具有重要应用价值。     

华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义

总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义。以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献。这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据。     

济阳坳陷车镇凹陷构造演化与动力学成因机制

车镇凹陷构造研究欠缺,制约了油气勘探的进一步发展.采用构造解析、构造演化平衡剖面分析和构造物理模拟实验相结合的方法,明确了车镇凹陷形成的构造动力学成因机制.结果表明:车镇凹陷新生界经历了伸展(Ek-Es4)和走滑—伸展(Es3-Ed)两个断陷期,属于NNE-NE向右旋走滑—伸展断层控制的近菱形走滑—伸展型盆地.走滑—伸...     

伸展型盆地裂后期沉降过程及其动力学背景研究

伸展型盆地是与地壳和岩石圈伸展、减薄作用有关的一类裂陷盆地,包含了重要的沉积矿产和能源资源。综合近年来国内外伸展型盆地的研究,包括大西洋被动大陆边缘、澳大利亚被动边缘以及中国大陆东部的新生代盆地,发现不论是被动边缘还是会聚板块背景下的伸展型盆地,其裂后阶段盆地的沉降过程都不是简单的仅仅由岩石圈的热作用所控制的均匀缓慢的沉降过程,而是呈现多幕式的、快速沉降的特征,反映了盆地裂后演化阶段周缘板块的构造活动及其深部岩石圈的动力因素的控制作用。文章正是从这一角度出发,简述了近年来国内外一些典型的伸展盆地区裂后期快速沉降的研究进展情况,并结合琼东南盆地裂后期沉降演化特征的定量模拟研究,对幕式快速沉降的动力学机制进行了探讨。     

大别地块超高压变质省的构造变形研究

构造解析的基本目的是建立构造事件造成的地质体几何学、运动学、动力学和流变学。大陆碰撞造山带内含柯石英及微粒金刚石等矿物组合的超高压（ＵＨＰ） 变质岩的形成和折返,是极为复杂的地球动力学过程。与世界上已知大多数超高压变质带相似,中国大别地块内超高压变质省现今观察到的主体构造形式,主要是在碰撞或超高压变质峰期后伸展体制下形成的。通过对大别超高压变质省内伸展组构及挤压（ 碰撞） 组构的鉴别、分析,结合有关超高压变质带构造学研究领域的简略综述指出,在揭示超高压变质带的形成及折返动力学过程中,构造解析的思维和工作方法是行之有效的     

赣杭构造带中西段晚中生代基性脉岩分布及地球化学特征

幔源基性脉岩及其分异产物是区域性地壳拉张作用下的产物,对研究伸展背景下的大陆动力学背景及大规模成矿作用具有重要意义(Hall,1987).华南地区中生代以来发生了大规模的岩石圈伸展作用,并伴随大规模成矿作用,尤以华南铀成矿作用最为典型(胡瑞忠等,2007)是研究岩石圈伸展作用与铀成矿关系的最理想地区之一.